基于 labVIEW 和 IMAQ 的 LCD 机器视觉精确检测系
基于LabVIEW的视觉检测控制系统研究
0 引言
随着计算机、图 像 处 理 等 技 术 的 迅 速 发 展，机 器 视觉的应用越来越广泛。工业机器人通过视觉获取 图像 信 息，实 时 地 提 取 出 工 件 特 征 参 数，并 判 断 出 工 件所处的位置及状态，是机器视觉应用于工业领域的 关键技术之一。
本文基于 LabVIEW 软件对 LED（ 发光二极管） 球 灯泡生 产 设 备 的 视 觉 控 制 系 统 进 行 了 研 究。IMAQ Vision 是基于 LabVIEW 平台进行图像处理应用开发 的软件包，它以 LabVIEW VI 库的形式给出，可以完成 图像的采集和各种图像分析处理工作。该语言直观 的表现形式、众多的 VI 节点简化了编程过程，而且通 过它可设计出美观的控制界面［1］。
由于光电转换过程中 CCD 芯片灵敏度的不均匀 性，数 字 化 过 程 中 的 量 化 噪 声、传 输 过 程 中 的 误 差 以 及照明光线等因素，实际获得的图像在形成、传输、接 收和处理过程中，图像质量会变差，清晰度下降，这时 就 需 要 对 原 始 图 像 进 行 预 处 理，使 得 图 像 更 加 清 晰， 110
LabVIEW在工业机器视觉系统中的应用实现高精度的视觉检测
LabVIEW在工业机器视觉系统中的应用实现高精度的视觉检测工业机器视觉是一种广泛应用于生产线的技术，它通过图像采集、处理和分析，实现对产品质量的检测和控制。
LabVIEW作为一种基于图形化编程的软件平台，为工业机器视觉系统的开发和应用提供了强大的支持。
本文将介绍LabVIEW在工业机器视觉系统中的应用，以实现高精度的视觉检测。
一、LabVIEW简介LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的基于图形编程的软件平台。
它允许工程师通过可视化编程的方式，以图形化的方法构建应用程序。
LabVIEW提供了丰富的工具和功能，能够处理各种数据类型、采集和分析实验数据，同时也支持各种硬件设备的控制和监测。
二、工业机器视觉系统概述工业机器视觉系统是利用摄像机进行图像采集，然后通过图像处理和分析，实现对产品质量的检测和控制。
它可以应用于自动化生产线中的各个环节，包括产品外观检测、尺寸测量、缺陷检测等。
工业机器视觉系统通常由硬件设备、图像采集卡、图像处理软件和人机界面组成。
三、LabVIEW在工业机器视觉系统中的应用1. 图像采集与处理LabVIEW提供了丰富的图像采集与处理工具，可以方便地获取和处理图像数据。
通过连接相机和采集卡，LabVIEW可以实时地获取图像，并进行预处理，如图像平滑、滤波、增强等。
LabVIEW还支持多种图像格式，可以方便地读取和保存图像文件。
2. 特征提取与分析在工业机器视觉系统中，对产品特征的提取和分析是非常关键的。
LabVIEW提供了强大的图像处理工具箱，可以实现各种特征的提取和分析。
例如，可以通过边缘检测算法提取产品的边缘信息，通过直线和圆检测算法获取产品的几何特征。
此外，LabVIEW还支持模式匹配和目标识别等高级的图像处理算法，可以根据特定的检测目标进行精确的识别和判断。
基于LabVIEW和IMAQVision的非接触视觉检测系统
支 持的图像处 理终端 ，然后在 Ｌ ａ ｂ Ｖｌ Ｅ Ｗ 的支
蚀 后 的 图像 ， 然 后 利 用 软 件 中 的 Ｍｏ ｒ ｐ ｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 持下实现对零件 的测量 ，随着视觉函数的完善
用 户 直 接进 行 拖 拽 就 可 自动 生 成 相 应 的 界 面 ，
３ 结 束 语
基于 Ｌ ａ ｂ Ｖｌ Ｅ Ｗ和Ｉ ＭＡＱ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ的 图像 处 理功能 ， 结合合理的数据处理方式与计算分析，
可 以 实 现 非 接 触 的 测 量 ， 系 统 设 置 包 括 了 数 据采集与 分析两部分，数据采集利用 了 Ｉ ＭＡＱ
寸计算
１ Ｌ ａ ｂ Ｖ ｌ Ｅ Ｗ 以及 ｌ Ｍ Ａ Ｏ Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ 概 述
Ｌ ａ ｂ Ｖ ｉ ｅ ｗ 软件 是一 个 功 能完 整 的开 发平 台 ， 同时 也 是 具有 编 程 功 能 的语 言 形 式 。 核 心
与Ｌ ａ ｂ ＶＩ Ｅ Ｗ 数据 库 的结合 ，对测量对 象进行
调 试 措 施 ，在 功 能 与 灵 活 性 上 都 具 备 了 高 级 语 处 理 传 统 的 中值 和 窗 口 中 心 点 ，利 用 窗 口内 点
境 下实现对 数据 库的 自动访 问、添加等 ；也就
ｃ ｒ ｏ ｓ ｏ ￣Ａｃ ｃ ｅ ｓ ｓ 数据 库作 为后 台数据 具体 零件 图形处 理过程 如 下：平 滑锐 化 是 利用 Ｍｉ 处理基础 ，然后 利用 Ｌ ａ ｂ Ｖｌ Ｅ Ｗ 功 能利用 Ｓ ＱＬ 功能构建相对应的零件尺寸数据 ，实现对数据
形成 一个统 计数据表 ，利 用 Ｌ ａ ｂ ＶＩ Ｅ Ｗ 软件 的 数据库读取数据 ，并进行 分析从 而可以获得系 统测 量的相对误差 小于 ０ ． ０ ２ ｍ，其绝对 误差值 则被控制在千分之 七以内，满 足 了生产 中的精
基于LabVIEW的机器视觉实验系统开发
基于LabVIEW的机器视觉实验系统开发针对精密测控技术与仪器实验室的虚拟仪器实践平台，对其嵌入式测控系统的图像处理功能进行再开发。
为虚拟仪器课程设计提供技术支持，开发一套集表现性、可欣赏性、实用性和应用性与一体的视觉平台。
针对以上要求，本平台以电子芯片表面为处理对像，以图像处理的手段实现不同芯片的识别功能，平台的实现具体应包括以下几个部分：1)硬件平台搭建，包括摄像头、CCD、图像采集卡等。
2)软件平台搭建，包括：a)图像处理程序，包括视觉系统基本功能模块的搭建；b)平台交互界面，在Labview环境下调用所采集图像与图像处理的功能模块，完成对图像的处理等功能。
1系统介绍图1 机器视觉实验平台流程该系统主要由图像获取和图像处理平台组成，系统流程如图1所示。
1.1硬件平台的搭建硬件部分主要包括成像CCD及摄像头、图像采集卡、数据传输线和计算机等，其实物如图2所示。
图2 机器视觉系统硬件1.1.1 相机（成像CCD 和摄像头）的选择本系统是一个视觉系统的演示平台，以电子芯片表面为处理对象，为了应用在更多其它对象上，所以假定视觉范围为100×100mm2，对于芯片表面的字符要求能检测出0.2mm 大小的线条或瑕疵。
根据以上条件，可以将0.2mm 假定为理论像素值。
也就是说，只要像素值能达到0.2mm ，就可以满足测量精度方面要求。
根据上面计算相机X 方向或Y 方向的分辨率公式为：100（X/Y 方向视野范围）÷0.2（X/Y 方向理论像素值）=200（X/Y 方向分辨率）可知，只要相机的分辨率高于200×200，就是适合此系统的相机。
通过调查市场现有相机参数，同时考虑到成本，本系统的相机CCD 采用奥尼克斯的MBC-5050，其主要参数为：成像器件：1/3英寸CCD信号系统：CCIR 黑白制式有效像素：500×582水平分辨率：420电视线最小照度：0.03Lux信噪比：≧48dB功率：3.5W摄像头采用厂家的computar配套摄像头，CCD及摄像头实物如图3所示。
基于LabVIEW机器视觉的产品检测平台设计与应用
基于LabVIEW机器视觉的产品检测平台设计与应用摘要：本文介绍了一种基于LabVIEW机器视觉的产品检测平台的设计与应用。
首先，阐述了机器视觉技术在产品检测中的优势和应用前景。
然后，详细介绍了LabVIEW的特点和功能，在此基础上，提出了基于LabVIEW的产品检测平台的设计方案。
最后，结合实际应用案例，阐述了该平台在产品检测领域的应用效果和优势。
本文旨在通过该平台的设计与应用，促进产品检测工作的自动化、高效化和准确性提升。
关键词：LabVIEW；机器视觉；产品检测；自动化1. 引言随着工业生产的发展和智能制造的推进，产品检测在质量控制中的重要性日益凸显。
传统的人工检测方式效率低下，容易出现漏检、误检等问题。
机器视觉作为一种快速、准确、非接触的检测方法，逐渐成为工业生产中不可或缺的一环。
本文将介绍一种基于LabVIEW机器视觉的产品检测平台的设计与应用，旨在提高产品检测过程的自动化程度、检测准确性和效率。
2. LabVIEW的特点与功能LabVIEW是一种由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的图形化编程语言和开发环境。
相比传统的文本编程语言，LabVIEW以图形化的方式进行编程，使得编写程序变得简单直观。
LabVIEW具有以下特点和功能：（1）强大的数据处理和分析能力：LabVIEW拥有丰富的数据处理和分析函数，可以对采集到的图像数据进行处理和分析，从而提取出需要的特征信息。
（2）友好的用户界面：LabVIEW提供直观、易于操作的用户界面，用户可以通过拖拽和连接图标来构建程序。
界面的友好性使得操作人员可以轻松地进行参数设置和结果查看。
（3）丰富的硬件支持：LabVIEW支持多种硬件设备的连接和控制，包括相机、光源、传感器等，为机器视觉应用提供了广阔的硬件支持。
3. 基于LabVIEW的产品检测平台的设计方案基于LabVIEW的产品检测平台的设计方案如下：（1）图像采集：通过相机采集产品的图像，并将图像数据传输给LabVIEW进行处理。
基于LabVIEW机器视觉的产品检测平台设计与应用
基于LabVIEW机器视觉的产品检测平台设计与应用一、本文概述随着科技的不断进步和自动化需求的日益增长，机器视觉技术在产品检测领域的应用越来越广泛。
本文旨在探讨基于LabVIEW机器视觉的产品检测平台的设计与应用。
文章首先介绍了机器视觉技术的概念、原理及其在工业领域的重要性，特别是LabVIEW软件在机器视觉领域的应用优势。
随后，文章将详细介绍基于LabVIEW的产品检测平台的设计过程，包括硬件选型、软件架构搭建、图像处理算法的实现等方面。
重点阐述了如何利用LabVIEW软件构建灵活、高效的机器视觉系统，实现对产品质量的快速、准确检测。
文章还将通过实际案例，展示该检测平台在工业生产中的应用效果，分析其在实际应用中的优缺点，并提出相应的改进措施。
文章总结了基于LabVIEW机器视觉的产品检测平台设计的意义和价值，展望了未来机器视觉技术的发展趋势和应用前景。
本文旨在为工程师和技术人员提供一套完整的、基于LabVIEW的机器视觉产品检测平台的设计方案，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
二、机器视觉技术基础机器视觉是一种模拟人类视觉功能的先进技术，它利用计算机和相关设备来解析和识别图像。
机器视觉技术涉及多个领域的知识，包括图像处理、计算机视觉、模式识别、和机器学习等。
机器视觉系统通常由图像获取、图像预处理、特征提取和图像识别等部分组成。
图像获取是机器视觉系统的第一步，它的主要任务是通过摄像头或其他图像传感器捕捉目标物体的图像。
获取的图像质量直接影响到后续处理的效果，因此，选择合适的图像传感器和合适的照明条件是至关重要的。
图像预处理是对获取的图像进行一系列的操作，以改善图像质量，便于后续的图像分析和处理。
常见的图像预处理技术包括去噪、增强、滤波、二值化等。
特征提取是从预处理后的图像中提取出对后续识别有用的信息的过程。
这些信息通常以特征向量的形式表示，如边缘、角点、纹理、颜色等。
特征提取的效果直接影响到最终的识别准确率。
LabVIEW与机器视觉实现自动视觉检测
LabVIEW与机器视觉实现自动视觉检测自动视觉检测是一种利用计算机技术和机器视觉系统进行自动检测与识别的技术。
在现代制造业中，自动视觉检测已经成为提高生产效率和产品质量的重要手段。
LabVIEW作为一种强大的图形化编程语言，与机器视觉系统相结合，能够实现高效准确的自动视觉检测。
一、LabVIEW简介LabVIEW是National Instruments（NI）公司开发的一种图形化编程语言和开发环境。
它以图形化的方式呈现编程逻辑，开发者只需拖拽、连接不同的函数模块，即可实现复杂的控制和测量应用。
LabVIEW具有易上手、灵活、高效等特点，因此在工程领域得到广泛应用。
二、机器视觉技术机器视觉技术是一种模拟人眼实现对图像的感知和分析的技术。
它通过摄像头或相机获取图像，利用计算机对图像进行分析处理，实现图像识别、检测和测量等功能。
机器视觉技术已经广泛应用于工业自动化、医疗诊断、智能交通等领域。
三、LabVIEW与机器视觉的结合LabVIEW提供了丰富的图像处理函数库和模块，可以直接用于机器视觉系统的开发。
开发者可以利用LabVIEW进行图像采集、预处理、特征提取、目标检测和分析等操作，从而实现自动视觉检测。
1. 图像采集LabVIEW可以通过连接相机和摄像头实现图像的实时采集。
它支持多种图像采集设备，如数码相机、线阵扫描相机和工业相机等。
LabVIEW还允许用户自定义图像采集接口，以适应不同的硬件设备。
2. 图像预处理通过图像预处理，可以提高后续图像处理的准确性和效率。
LabVIEW提供了丰富的图像滤波、增强、几何变换等函数模块，可以用于去噪、增强、纠正图像畸变等操作。
开发者可以根据实际需求，选择适当的预处理算法，并将其与机器视觉系统集成。
3. 特征提取特征提取是机器视觉检测的关键环节。
LabVIEW提供了多种特征提取函数和算法，如边缘检测、角点检测、轮廓提取等。
通过提取图像的特征，开发者可以获取物体的形状、纹理、颜色等信息，从而实现对图像的解析和识别。
一种基于LabVIEW和MATLAB混合编程的视觉检测系统关键技术研究
一种基于LabVIEW和MATLAB混合编程的视觉检测系统关
键技术研究
陈思宇;慕丽;王欣威
【期刊名称】《机床与液压》
【年(卷),期】2022(50)12
【摘要】传统的视觉检测系统不仅浪费时间和人力,检测精度也远远不足,故提出一种视觉检测系统。
该检测系统主要以涂层展开板为研究对象,在流水线系统上对其进行在位检测。
首先进行了检测系统总体方案设计,在硬件方面主要介绍了该检测系统相机、镜头、光源的选取以及调试;软件方面主要介绍了相机的标定、图像的预处理和增强、边缘检测等关键技术。
根据谱带的形状特征,提出一种三次样条插值法与多项式拟合法相结合的算法来提取出各个谱线分割线的边缘点,同时在LabVIEW环境下进行MATLAB编程,进而提高算法效率。
然后将MATLAB计算出的坐标值通过上位机发送给数控机床,数控机床对得到的数据进行实时处理,从而对同一颜色区域进行刮取。
与人工检测进行对比,该检测系统在检测精度和速度上都优于传统方法。
【总页数】6页(P94-99)
【作者】陈思宇;慕丽;王欣威
【作者单位】沈阳理工大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP242
【相关文献】
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基于 labVIEW 和 IMAQ 的 LCD 机器视觉精确检测系统 Lxy Lxy, the accurate Machine vision system for LCD modules check, based on
labVIEW and IMAQ
作者李春森
职务测试工程师
公司飞利浦移动显示系统公司上海分公司
应用领域:产品测试
挑战:如何应用成熟的技术实现对移动电话的液晶显示点阵实现精确的检测
应用方案应用图像处理的基本方法和飞利浦公司的液晶驱动硬件以及采用NI公司应用程序开发平台labVIEW 和强大的图像处理软件IMAQ实现对移动电话液晶显示屏的机器视觉检测
使用产品labVIEW; IMAQ; PCI-1408
介绍随着通讯事业在中国的蓬勃发展移动电话的使用在中国越来越普遍作为移动电话的核心之一的液晶显示器由于用户的需求正向大屏幕多点及彩色方向发展由于液晶显示的分辨率不断上升对其进行人工检测的难度也越来越大采用机器视觉的液晶显示检测系统 Lxy就成为必然之选
Lxy
系统组成及检测方法
1. 系统组成系统的结构组成如下图11所示
图1 1 Lxy系统组成
本系统采用NI公司的高速图像采集卡PCI1408,该采集卡支持多路图像采集现采用双镜头输入以提高系统的分辨率该系统采用背光照明光度可调图像经由CCD摄影头并经采集卡转换为数字化图像输入计算机经处理后判定是否正常
2. 检测方法本系统的检测方法是采用预先经自学习产生的一系列标准图像与采集的相应图像相减并转换成为二值图的方式在经一系列的处理之后得到检测的结果并判断产品的好坏其流程如图12
所示
图1 2 图像处理流
Lxy
的图像处理及图像分析原理
1. Lxy 系统照明无论进行图像处理还是进行图像分析照明条件都是最重要的外部条件对于机器视觉而言可控并恒定的光源是使检测可靠并突出检测目标的最重要的手段之一对于 LCD 检测尤其如此因为对于LCD 生产公司而言不仅检测系统的检测精度很重要检测的时间也是衡量一个机器视觉检测系统优劣的指标如果照明系统不够均匀稳定势必造成重测率的上升而影响到生产所以如何确定Lxy 系统的照明光源非常重要在Lxy 系统中采用进口FOSTEC 可调式光源20750.2并经光纤将光线引至磨砂灯板
使之作为均匀并可调的背光在实践中取得了很好的效果
2. Lxy 系统采集图像位置调整由于操作人员的摆放每次不同并且由于采用双镜头提高系统的分辨率所以采集图像与标准图像之间必然有位置上的差异进行位置调整的算法就必不可少如图21
所示
图2 1 定位模板图
为定位需要经Philips 的LCD 驱动产生定位用模板图如图21所示在液晶显示矩阵的四角各显示四个定位用方形小块作为将来模板识别pattern match)时用的标准图形模板在每个镜头 的标准图像中在自学习标准图像的时候会自动将工程师定义的每个镜头的左右两个模板
的图像及其坐标保存下来如图22左镜头左模板绿框内部分)则在定位用的标准图像上必有一对定位模板在检测产品时首先产生图21所示的跳图由于labVIEW具有功能强大的模板识别功能其在目标图像上搜寻图形模板的精确坐标的精度非常高所以本系统利用保存在硬盘中的模板在采集图像上进行模板识别然后将找到的模板坐标与保存在硬盘上的标准图像上相应模板的坐标进行比较就可以知道究竟采集图像有多少位移和旋转然后将将标准图像相应位移并旋转这样就可以进行图像相减了
图2 2 左镜头左模
3. 二值图像的处理在进行了标准图像的位置调整后经与采集图像相减得到一系列差异图像
但由于照明产品差异及对位精确度等原因在每个差异图像上还需进一步处理方可得到正确的问题点经大量试验得出问题点的得出与三个因素有关分别是LCD显示矩阵的行列边缘引起的对位问题LCD透射反射膜引起的背景噪声以及照明引起的图像整体灰度平移所以在得到差异图像之后还必须对这三个方面进行处理如采用labVIEW图像处理软件中的关于图像过滤的功能过滤差异图像以去除边缘带来的对位问题对采集图像增加一个背景系数以减小噪声的影响对采集图像整体增加一灰度阀值以消除照明引起的灰度偏移产品差异的调整如下点所述这样就可将可能的问题点都提取出来了
4. 产品差异的调整在LCD的生产过程中或多或少总存在产品的差异担由于机器视觉系统
无法区分这些差别就必须预先对采集的图像作预调整以尽可能的减小产品差异对检测的影响本系统采用灰度整体拉伸的方法调节因为对于LCD而言总归只有黑白两种颜色对应灰度直方图则必有两个峰值分别为亮度大的峰值和亮度小的峰值如图23所示图2 3
LCD灰度直方
在程序中将此灰度直方图的峰值找出来将较高的一个作为调整的基点与设定的标准值( 如灰度200)相除得到的商为灰度拉伸的放大倍数然后利用labVIEW中关于图像相乘的子模块将此倍数乘采集图像所有点的灰度得到灰度拉伸之后的采集图像这样产品差异造成的影响就最大程度地得到减小
解决的问题与结论
由于LCD产品科技附加值大客户对产品的质量就有很高的要求以往人工检测存在人为的因素会导致误判和漏判经采用带有人工智能的机器视觉检测系统Lxy后基本排除了人为因素造成的检测问题使客户对产品的质量有了很大的信心对竞争激烈的LCD行业而言有着非同寻常的意义而在此就不能不提及NI公司的labVIEW5.1开发平台及功能强大的图像处理软件IMAQ所起的作用因为采用了以上的产品使我们的开发时间缩短很多又由于NI公司产品的重用性能良好对将来的LCD新产品相应的检测提供了广阔的发展前景。